説明

固体トリフェニルボロン−ピリジンの製造方法

激しく撹拌された反応領域中に(i)ピリジンの流および(ii)トリフェニルボロンの水酸化ナトリウム付加物(TPBA)の溶液を含んでなる流を別個に供給し、それにより組み合わせ供給流中のTPBAの合計濃度を1重量%〜6重量%の範囲にし、そして生成物流を該反応領域から同時に除去しそしてトリフェニルボロン−ピリジン(TPBP)粒子を回収することによりトリフェニルボロン−ピリジン(TPBP)球形粒子を製造する方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の分野
本発明は、トリフェニルボロン−アミン化合物の製造方法、そして、より特に、ピリジンおよびトリフェニルボロン−水酸化ナトリウム付加物の間の調節された沈澱反応による固体トリフェニルボロン−ピリジンの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
背景
トリフェニルボロン−アミン化合物および、特に、トリフェニルボロン−ピリジン(TPBP)は有効な殺生物剤および海洋防汚剤として知られており、従って商業的に重要な化合物である。例えば、特許文献1は海洋汚染からの良好な保護を与えるトリフェニルボランアミン複合体を含んでなる防汚組成物を記載している。
【0003】
TPBPを製造するための1つの方法は、特許文献2(Yoshitomi Pharm Ind KK)に示されているような水溶液中での水性トリフェニルボロン−NaOH付加物(NaФBOHもしくはTPBA)またはトリフェニルボロン−KOH付加物とピリジンとの反応による。固体TPBP粒子は30分間から2日間まででありうる反応の進行につれて沈澱する。
【0004】
【特許文献1】米国特許第3,211,679号明細書
【特許文献2】特開平08−311074号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記方法により製造される粒子はしばしば固体−液体分離および乾燥方法を用いる固体粒子の回収が困難でありうる程度までの不規則的な形状および望ましくない粒子寸法分布を有する。それ故、約20ミクロンより大きい平均直径および利用可能な固体−液体分離および乾燥方法を用いてさらに効率的に回収できるガウス粒子寸法分布を有する一般的に丸い、すなわち球形状の固体TPBP粒子を製造する方法があることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、商業的規模で実行できるそのような方法を提供する。
【0007】
発明の要旨
本発明は、
(1)懸濁液を撹拌する手段を装備した反応領域中で固体トリフェニルボロン−ピリジン(TPBP)粒子の水性母液中懸濁液を製造し、
(2)反応領域中に(i)ピリジンの流および(ii)トリフェニルボロンの水酸化ナトリウム付加物(TPBA)の溶液を含んでなる流を別個に供給し、それにより組み合わせ供給流中のTPBAの合計濃度を1重量%〜6重量%の範囲にし、そして
(3)生成物流を該反応領域からある速度で同時に除去し、それにより反応領域中の該懸濁液の元の容量を実質的に一定のままにし、そして懸濁液中の固体TPBPの濃度を8重量%より低い値に保つ
ことを含んでなる、一般的に球形の固体粒子を含んでなるトリフェニルボロン−ピリジン(TPBP)を製造するための改良された方法である。
【0008】
本発明の好ましい態様では、組み合わせ供給流中のTPBAの合計濃度は3.7重量%〜5重量%の範囲内にあり、そして反応領域中の懸濁液の温度は約20℃〜約60℃の範囲内にあり、35℃〜45℃が連続操作用に好ましい温度範囲である。
【0009】
図面の簡単な記述
図1は本発明に従い製造されそして実施例5に記載されているような一般的に球形のTPBP粒子の顕微鏡写真である。
図2は実施例7に記載されているようにして製造された一般的に針状の不規則的な形状のTPBP粒子の顕微鏡写真である。
【0010】
発明の詳細な記述
本発明の方法を実施するためには、ピリジン−含有流およびトリフェニルボランの水酸化ナトリウム付加物の溶液(「TPBA溶液」)の流を、予め製造された固体TPBP粒子の水性母液中懸濁液を含有する反応領域、すなわち、反応器、晶析器、または他の適当な容器の中に別個に計量添加することによるようにして供給する。用語「母液」は、ここでは、反応器または晶析器中の水相を記述するために使用され、それは水中に溶解させた塩化ナトリウムおよび苛性(NaOH)を含む。
【0011】
反応領域には懸濁液をこの方法の操作中に激しく撹拌するための撹拌機が装備される。ここで使用される用語「激しく撹拌する」は、当該技術分野で既知でありそして反応物流が反応器に導入される際にそれらの均一でかつ一般的に迅速な混合を確実にするように設計されている反応器中での懸濁液の良く撹拌されたそして連続的な混合を意味することが意図される。この方法の連続操作中に、生成物流は同時に懸濁液から除去され、そしてピリジン−含有流、TPBA溶液流および生成物流の供給速度すなわち流速を調節して反応領域中の懸濁液の容量を予め決められた一般的に一定の値に保つ。反応領域中で保たれる懸濁液の予め決められた量に関しては何ら厳密でない。反応器の寸法および撹拌機能力に対応する反応領域中の懸濁液のちょうどよい容量の維持が満足のいく結果を生ずるであろう。
【0012】
TPBA溶液がピリジンと反応して固体TPBP粒子を製造し、すなわち、1モルのピリジンが1モルのTPBAと反応して1モルのTPBPおよび1モルのNaOHを製造する。
【0013】
約20ミクロンより大きい平均直径およびガウス粒子寸法分布を有する一般的に球の形状のTPBP粒子が連続方式で一定に製造できることが本発明により今回見出された。TPBP粒子はフィルターケーキとして回収され、そして回収段階におけるフィルターケーキは、組み合わされたTPBA溶液流およびピリジン流のTPBA含有量が約1重量%〜約6重量%の特定された範囲内に保たれている時には、濾過、洗浄、および乾燥に関して改良された性質を示す。操作の容易さに関する最良の結果のためには、組み合わされたTPBA溶液流およびピリジン流のTPBA濃度は好ましくは3.7重量%〜約5重量%の範囲内でなければならない。
【0014】
ピリジン−含有流およびTPBA溶液流の導入並びに生成物流の除去は好ましくは最良の結果のためには連続方式で行うべきであるが、この方法を間欠方式で行うこともできる。ピリジン−含有流は未希釈ピリジンであることもできまたは水性母液または水で希釈することもできる。固体TPBPは生成物流から濾過によりまたは他の簡便な固体−液体分離技術により回収することができる。代表的な装置は回転真空フィルターおよび遠心機を包含する。
【0015】
温度は製造されるTPBP粒子の特徴に影響しうる。より高い温度は一般的により大き
い粒子になる傾向があるが、60℃より高い温度は生成物の形態学における望ましくない変化を引き起こすことが観察された。この方法の実施における最良の結果のためには、反応領域内の温度、すなわち反応領域内の懸濁液の温度は、約20℃〜約60℃の範囲内でなければならない。好ましい操作温度は35℃〜45℃の範囲内である。
【0016】
TPBA溶液中のNaOHの濃度は広範囲に変動しうるが、NaOH濃度が(TPBA溶液だけを基準として)約1.9重量%〜2.3重量%の範囲内にある時に最良の結果が観察された。TPBA溶液は他の成分、例えば塩化ナトリウムを(TPBA溶液だけを基準として)溶液の約4.1重量%〜5.0重量%の範囲内の濃度で含有しうる。
【0017】
この方法を始めるためには、ピリジンおよびTPBA溶液の間の初期バッチ−方式沈殿反応により固体TPBP粒子の懸濁液を反応容器中で製造する。この方法の前の操作から継続された懸濁液が好ましい。
【0018】
この方法を行うための反応器は適当な撹拌機または他の混合装置を備えた晶析器でありうる。反応容器の寸法は約10分間より長い滞在時間(合計容量供給速度により割り算された容器の容量として定義される)を与えるように選択される。撹拌は撹拌機によりもしくは循環ループによりまたは両方の手段により行うことができる。反応容器、例えば晶析器、には典型的には通風管および/または容器の周囲に配置された内部そらせ板が装備されるであろう。
【実施例】
【0019】
全ての実施例は、含有された流体の1.0の高さ対直径比を有する1リットル円筒状容器内で行われた。容器は隔離部分を有する4つのそらせ板を有しており、そして6枚刃タービン撹拌機が装備された。撹拌機は6枚の一般的に平らな刃を有するラッシュトン(Rushton)タービンであり、タービン部分は直径2インチでありそして300rpmで回転した。タービン刃と同じ高さに置かれた2つの供給点があり、そして生成物は容器の上部から溢流により除去された。
【0020】
バッチ実験では、TPBA溶液が容器に加えられ、次にピリジンがある期間にわたり連続的に加えられた。連続実験では、撹拌機刃をちょうど沈ませるのに充分な水を容器に加え、次に両方の反応物を容器に同時に供給した。全ての場合、1モルのピリジンが1モルのTPBAに加えられた。
【0021】
生成物流は、生成物の品質を評価するための以下の方法で同定されたTPBP粒子のスラリー、すなわち、懸濁液を含んでなっていた:
−粒子寸法および形状を観察するための顕微鏡写真、
−粒子寸法を測定するための粒子寸法分析、
−濾過後に回収されたケーキ中の水の量を測定するためのケーキ水分、並びに
−濾過の容易さを測定するためのフィルターケーキ抵抗。
【0022】
フィルターケーキ抵抗は、3種の容量(50、75、および100mL)のスラリーをブフナーフィルター漏斗を通して濾過しそして回収された濾液の容量(V)および濾過時間(t)を各実験に関して測定することにより、判定された。次に各実験に関してt/VをVに対してプロットした。このプロットの傾斜は式
α(m/kg)=2A(ΔP)(傾斜)/μw
[式中、A−フィルター面積(m
ΔP=ケーキおよびフィルター媒体を越える圧力低下(Pa)
μ=液体粘度(Pa sec)
w=ケーキ固体対濾液容量の比(kg/m)]
によりフィルターケーキ抵抗と関係している。
【0023】
ケーキ水分は、湿ったフィルターケーキを重量測定して水および固体の重量を得、引き続き真空オーブン中で乾燥しそして再び重量測定して乾燥固体の重量を得ることにより、判定された。ケーキ水分は以下の通りにして計算された:
ケーキ水分=(湿ったケーキの重量−乾燥固体の重量)/乾燥固体の重量。
【0024】
実施例1−7.5重量%TPBA溶液を用いる急速バッチ沈澱
この実験では、7.5重量%TPBA溶液を反応容器中に入れ、そして未希釈ピリジンを撹拌されている容器中に室温において急速注入した。内容物を30分間にわたり温浸させてスラリーを製造し、そして次にスラリーを同定した。生じたスラリーは泡立ったクリームのコンシステンシーを有し、そして沈降を示さなかった。平均粒子寸法は7ミクロンであり、そして粒子は微細針形状であった。濾過は極端に遅く、2.3×1011m/kgのフィルターケーキ抵抗であった。
【0025】
実施例2−7.5重量%TPBA溶液を用いる緩慢バッチ沈澱
未希釈ピリジンを1時間の期間にわたり緩慢に加えたこと以外は、この実施例は実施例1と同一であった。スラリーはミルクのコンシステンシーを有していた。平均粒子寸法は29ミクロンであり、そして粒子は針形状であった。濾過速度は遅く、2.5×1010m/kgのフィルターケーキ抵抗であった。ケーキ水分は1グラムの乾燥固体当たり2.55グラムの水であった。
【0026】
実施例3−3.7重量%TPBA溶液を用いる緩慢バッチ沈澱
3.7重量%TPBA溶液を使用したこと以外は、この実施例は実施例2と同じであった。平均粒子寸法は15ミクロンであり、そして粒子は針形状であった。濾過速度は遅く、1.8×1010m/kgのフィルターケーキ抵抗であった。ケーキ水分は1グラムの乾燥固体当たり2.58グラムの水であった。
【0027】
実施例4−7.5重量%TPBA溶液を用いる40℃における緩慢バッチ沈澱
反応容器中の懸濁液の温度を室温の代わりに40℃の範囲内に保ったこと以外は、この実施例は実施例3と同一であった。生じたTPBPの平均粒子寸法は30ミクロンであり、そして結晶はあまり針状でなくそしてより粒状であった。濾過速度は顕著に増加し、6.2×10m/kgのフィルターケーキ抵抗であった。ケーキ水分は1グラムの乾燥固体当たり2.74グラムの水であった。
【0028】
実施例5−3.7重量%TPBA溶液を用いる40℃における連続沈澱
この実施例では、3.7重量%TPBA溶液および未希釈ピリジン流を供給流として使用した。TPBA溶液を反応容器に、化学量論的量のピリジンと同時に、連続的に供給した。反応物流は撹拌刃の反対側に供給された。反応容器中の懸濁液の温度は40℃に調節された。生成物流を反応容器から連続的に除去した。反応容器中の滞在時間は(生成物流除去の流速に基づき)1時間であった。得られたTPBP粒子は一般的には、前の実施例におけるバッチ沈澱から得られた針形状および粒子よりむしろ丸いすなわち微球の形状であった。図1はこの実施例に従う回収されたTPBP粒子の顕微鏡写真である。粒子の平均粒子寸法は64ミクロンであった。フィルターケーキ抵抗は3.9×10m/kgであり、すなわち、最良のバッチ実験で観察されたフィルターケーキ抵抗より一桁低かった。ケーキ水分は1グラムの乾燥固体当たり0.18グラムの水であり、それはバッチ実験と比べて水分濃度の約1/12である。
【0029】
実施例6−7.5重量%TPBA溶液を用いる40℃における連続沈澱
7.5重量%TPBA溶液を3.7重量%TPBA溶液の代わりに使用したこと以外は、この実施例は実施例5と同一であった。この実施例で得られた粒子は前のバッチ実験で得られたものと非常に似ている針形状であり、平均粒子寸法は6ミクロンであった。回収された物質は非常に緩慢に濾過され、そしてフィルターケーキ抵抗は実施例5のものより100倍高い5.2×1010m/kgであった。ケーキ水分は1グラムの乾燥固体当たり1.25グラムの水であり、それは実施例5のものよりはるかに高かった。
【0030】
実施例7−7.5重量%TPBA溶液を用いる45℃における連続沈澱
懸濁液の温度が45℃に調節されたこと以外は、この実施例に関する実験条件は実施例6のものと同一であった。この実施例で得られたTPBP粒子は前のバッチ実験で得られたものと非常に似ている微細な針形状であった。図2はこの実施例で回収された粒子の顕微鏡写真である。平均粒子寸法は18ミクロンであり、5.5ミクロンの中位数であった(二モード粒子寸法分布)。
【0031】
実施例8−5.9重量%TPBA溶液を用いる40℃における連続沈澱
5.9%TPBA溶液を3.7重量%TPBA溶液の代わりに使用したこと以外は、この実施例は実施例5と同一であった。この実施例で得られた粒子は一般的には丸い粒子、すなわち微球、および小粒子の混合物であった。平均粒子寸法は77ミクロンであった。スラリーは急速に濾過され、そしてフィルターケーキ抵抗は7.5×10m/kgであった。ケーキ水分は1グラムの乾燥固体当たり0.14グラムの水であった。
【0032】
実施例9−5.0重量%TPBA溶液を用いる40℃における連続沈澱
5.0重量%TPBA溶液を3.7重量%TPBA溶液の代わりに使用したこと以外は、この実施例は実施例5と同一であった。この実験で得られた粒子は一般的には丸くすなわち微球であった。平均粒子寸法は35ミクロンであった。スラリーは急速に濾過され、そしてフィルターケーキ抵抗は5.6×10m/kgであった。ケーキ水分は1グラムの乾燥固体当たり0.22グラムの水であった。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】図1は本発明に従い製造されそして実施例5に記載されているような一般的に球形のTPBP粒子の顕微鏡写真である。
【図2】図2は実施例7に記載されているようにして製造された一般的に針状の不規則的な形状のTPBP粒子の顕微鏡写真である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(1)激しく撹拌された反応領域中で固体トリフェニルボロン−ピリジン(TPBP)粒子の水性母液中懸濁液を製造し、
(2)該激しく撹拌された反応領域中に(i)ピリジンの流および(ii)トリフェニルボロンの水酸化ナトリウム付加物(TPBA)の溶液を含んでなる流を別個に供給し、それにより組み合わせ供給流中のTPBAの合計濃度を1重量%〜6重量%の範囲にし、そして
(3)生成物流を該反応領域からある速度で同時に除去し、それにより反応領域中の該懸濁液の元の容量を実質的に一定のままにし、そして懸濁液中の固体TPBPの濃度を8重量%より低い値に保つ
ことを含んでなる、一般的に球形の固体粒子を含んでなるトリフェニルボロン−ピリジン(TPBP)を製造する方法。
【請求項2】
組み合わせ供給流中のTPBAの合計濃度が3.7重量%〜5重量%の範囲内にある請求項1の方法。
【請求項3】
反応領域中の固体TPBP粒子の水性母液中懸濁液の温度を20℃〜60℃の範囲内に保つ請求項1または請求項2の方法。
【請求項4】
温度を35℃〜45℃の範囲内に保つ請求項3の方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate


【公表番号】特表2009−541347(P2009−541347A)
【公表日】平成21年11月26日(2009.11.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−516711(P2009−516711)
【出願日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際出願番号】PCT/US2007/071721
【国際公開番号】WO2007/149952
【国際公開日】平成19年12月27日(2007.12.27)
【出願人】(599088656)インビスタ テクノロジーズ エス エイ アール エル (11)
【Fターム(参考)】